2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Dy-free Magnets Applicable at High Temperatures by Nano-Manipulation
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25289090
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
福永 博俊 長崎大学, 工学研究科, 教授 (10136533)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中野 正基 長崎大学, 工学研究科, 教授 (20274623)
森村 隆夫 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (30230147)
柳井 武志 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (30404239)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ナノコンポジット / 磁石 / Sm-Co / 積層構造 / 磁性体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高速PLD法を用いたナノマニュピュレーションにより，10 nm程度の硬軟磁性層を1000層程度積層した積層型Sm-Co/α-Feナノコンポジット厚膜磁石を作製した。膜の磁気特性改善のため，膜の保磁力の増加および異方化法を開発した。
まず，Sm-Co単層膜で異方化条件を検討した結果，基板温度230～300℃で成膜した後，熱処理により磁気的に硬化することで，面内に異方化した厚膜磁石を得ることができた。X線回折により，析出SmCo5の方位を調べたところ，その容易軸([001]方向）が面内に配向していることが明らかになった。
この結果を基に，面内に異方化した積層型Sm-Co/α-Feナノコンポジット厚膜磁石を得た。異方性はSm量の減少と共に増加した。また，積層膜では基板加熱なしでも異方化できることを見いだした。
保磁力の改善を目的として，Sm-Co層とα-Fe層間に 1nm 程度の非磁性バッファ層を挿入した。Taバッファ層は残留磁気分極Jrの減少を抑制しつつ保磁力Hcを顕著に改善した。成膜後のTaバッファ層は積層構造を維持していたが，磁気的硬化のための熱処理によりTa(Fe,Co)2に変化し，膜は分散型のナノコンポジット磁石となった。保磁力の増加の原因は，非磁性Ta(Fe,Co)2によるピニング効果であると考えられる。
Cuバッファ層では，熱処理によりCuはSm-Co層に拡散したが，積層構造は維持された。膜は異方化しており，理論Cu層厚が0.3 nm 程度のとき，Hc，Jrとも改善された。Jrの改善は面内異方性の増加によるものであり，Cuバッファ層が保磁力改善，異方化を両立させる有効な手段であることが明らかになった。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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